Запас газа огромен, а звезд не видно: астрономы исследуют необычную галактику

Астрономы нашли возможную темную галактику — AGC 322753, в которой много газа, но не видно звезд. Она находится примерно в 310 миллионах световых лет от Земли и содержит нейтральный водород общей массой около двух миллиардов масс Солнца. Этот газ может служить сырьем для новых звезд, однако на глубоких снимках не удалось обнаружить свет, который можно уверенно связать с объектом.

Команда Марко Моначи из Суинбернского технологического университета в Австралии пока не утверждает, что звезд там нет совсем. Они могут быть слишком тусклыми для доступных снимков. Но даже в этом случае галактика должна содержать как минимум в 40 раз больше нейтрального водорода, чем звезд по массе. Исследователи описали результаты в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ученые нашли объект, когда сравнили данные двух обзоров неба: ALFALFA, который провел радиотелескоп «Аресибо», и FASHI, для которого используют китайский телескоп FAST. Оба обзора регистрируют радиоизлучение нейтрального водорода. Поэтому они позволяют обнаружить газ даже там, где не видно звезд.

В каталогах совпали 13 источников. Команда проверила качество оптических снимков, соседние галактики и объекты, которые могли бы оказаться видимой частью этих источников. После проверки астрономы выделили AGC 322753. Два радиотелескопа наблюдали ее в разное время, но получили близкие значения скорости газа и похожую форму сигнала. Это подтверждает, что сигнал пришел из космоса, а не возник из-за радиопомех.

В обоих радиоспектрах есть два пика. Такой профиль согласуется с газовым диском, который вращается: одна его сторона движется к наблюдателю, а другая — от него. Пока телескопы не позволили построить карту диска, поэтому ученые рассматривают вращение как вероятное объяснение, а не установленный факт.

Участки неба, которые охватили два телескопа, частично перекрываются. Это помогло сузить область, где стоит искать звезды. Чтобы оценить, какие галактики могли остаться незамеченными, исследователи добавили на снимки искусственные изображения галактик с разными размерами и массой звезд. Затем они проверили, какие из них удалось бы обнаружить.

По этой оценке, общая масса звезд в AGC 322753 может составлять не более примерно 50 миллионов масс Солнца. Отсюда и следует соотношение: водорода как минимум в 40 раз больше. Однако предел зависит от того, насколько широко рассеяны звезды и не мешает ли их увидеть свет объектов переднего плана. Поэтому снимки не исключают присутствия очень тусклой галактики.

Полное отсутствие звезд тоже трудно объяснить: AGC 322753 содержит больше водорода, чем современные модели предсказывают для полностью беззвездной системы. Кроме того, астрономам уже известен случай, когда кандидат в темные галактики перестал считаться таковым: более глубокие снимки показали слабый свет звезд, связанных с газом.

Есть и другое объяснение: AGC 322753 может быть не самостоятельной галактикой, а газом, который гравитация вытянула из соседних галактик. Ближайшая известная галактика, видимая в оптическом диапазоне, находится примерно в 950 тысячах световых лет от объекта по проекции на небо. Такое расстояние, большая масса газа и признаки вращения говорят против этой версии, но пока не исключают ее.

Радионаблюдения с более высоким разрешением помогут проверить, образует ли газ вращающийся диск. Более глубокие оптические снимки позволят продолжить поиск звезд. Даже если их найдут, исследователям предстоит объяснить, почему при таком запасе водорода в системе так мало звезд.